量子力学最奇怪的方面之一可以用同样奇怪的想法来解释吗? 这种因果关系可以在时间上向后运行,也可以在时间上向前运行。
什么爱因斯坦被称为“幽灵”的远距离作用理论上可以作为证据逆因果关系,这相当于你今天因为明天的午餐不好而胃痛。
来自美国和加拿大的两位物理学家仔细研究了量子理论中的一些基本假设,并决定除非我们发现时间必然以单向运行,否则对粒子进行的测量既可以在时间上回响,也可以在时间上回响。
我们都知道量子力学很奇怪。 这种怪异的部分原因在于,从根本上讲,粒子的行为并不像从桌子上滚下来的实心台球,而是像在房间里移动的一团模糊的可能性云。
当我们尝试测量粒子时,这种模糊的云就会成为清晰的焦点,这意味着我们只能看到一个白球将一个黑球击入角落的口袋,而永远不会看到无数的白球将黑球击入每个口袋。
物理学家们争论这个可能的云是否代表了真实的东西,或者它是否只是一个方便的表示。
一位名叫休·普莱斯 (Huw Price) 的物理学家2012年索回如果量子态背后的奇怪概率反映了真实的东西,并且如果没有任何东西将时间限制在一个方向上,那么从理论上讲,那团可能性云中的黑球可以从口袋里滚出来并撞到白球。
“批评者反对经典物理学中存在完全的时间对称性,但没有明显的逆因果关系。为什么量子世界会有所不同呢?”价格写道,解释了大多数物理学家的想法。
加利福尼亚州查普曼大学的马修·S·莱弗 (Matthew S. Leifer) 和安大略省周界理论物理研究所的马修·F·普西 (Matthew F. Pusey) 也想知道量子世界在时间方面是否会有所不同。
两人交换了普莱斯的一些假设,并将他们的新模型应用于称为贝尔定理,这对于整个怪异的远距离行动来说是一件大事。
约翰·斯图尔特·贝尔说量子力学中发生的奇怪事情永远不能用附近发生的动作来解释。 就好像没有什么能够导致众多台球走上如此不同的路径。 从根本上讲,宇宙是随机的。
但是其他地方发生的行动又如何呢? 或一些什么时候别的? 远处的某个东西是否可以在不接触云的情况下影响它,就像爱因斯坦所说的“幽灵”一样?
如果两个粒子在空间中的某个点相连,测量其中一个粒子的属性会立即设置另一个粒子的值,无论它移动到宇宙中的哪个位置。
这 '纠缠' 已经测试过和再次根据贝尔定理,堵塞漏洞可能表明它们确实以某种方式在局部层面上相互作用,尽管看起来距离很远。
正如你可能猜到的那样,宇宙看起来仍然相当诡异。
但如果因果关系倒退,则意味着一个粒子可以将其测量的作用及时带回其纠缠时,从而影响其伙伴。 不需要超光速消息。
这就是莱弗和普西的假设。
“有一小群物理学家和哲学家认为这个想法值得追求,”莱弗告诉丽莎·齐加在物理网。
通过重新制定一些基本假设,研究人员开发了一个基于贝尔定理的模型,其中空间被交换为时间。 根据他们的计算,除非我们能够证明为什么时间必须总是向前推进,否则我们就会遇到一些矛盾。
不用说,逆因果关系的想法是一个边缘想法。
“据我所知,对量子理论还没有一个普遍认可的解释来恢复整个理论并利用这个想法。目前这更多的是一种解释的想法,所以我认为其他物理学家的怀疑是正确的,我们有责任充实这个想法。”
现在请记住,遗憾的是,这种向后的时间旅行并不能让你回到过去并有意识地改变现在。 未来的科学家也无法将彩票号码编码成纠缠电子并将其邮寄回年轻的自己。
无论如何,任何时间倒流的想法可能并不吸引人,但让我们面对现实吧,当谈到像纠缠这样的现象时,几乎任何解释听起来都是彻头彻尾的疯狂。
这项研究发表于英国皇家学会会刊A。
本文的一个版本于 2017 年 7 月首次发布。